Simoa | 利用数字ELISA精确检测血液中的神经生物标志物

利用数字ELISA

精确检测血液中的神经生物标志物

蛋白质生物标志物检测技术的进步，如数字酶联免疫吸附测定（ELISA），正在突破神经研究和诊断的壁垒。本文将带您了解什么是数字ELISA，它是如何工作的，以及研究人员如何利用它来改善神经系统疾病患者的医疗保健。

数字ELISA与传统ELISA

常规ELISA是一种常用的测量蛋白质浓度的定量免疫检测技术。这种技术使用微孔板来固定靶抗原或抗体，与靶分析物结合，并测量发射的信号。然而，常规ELISA的灵敏度通常不足以检测某些生物标志物，尤其是在神经疾病和癌症等疾病中重要的生物标志物。数字ELISA是超灵敏免疫检测的发展。数字ELISA使用磁珠在飞升大小的孔中诱发酶促反应，与标准的基于三明治的免疫检测技术相比，灵敏度高出几个数量级。通过数字ELISA，研究人员可以检测超低浓度的蛋白质——与传统ELISA中的纳摩尔（nM；10-9M）至皮摩尔（pM，10-12M）检测水平相比，数字ELISA可在飞摩尔级别（fM；10-15M）内。

数字ELISA使科学家能够检测各种样本类型中的低浓度神经生物标志物

灵敏度、准确性的提高和样本体积的降低为研究人员等提供了新的检测手段，尤其在神经病学领域，有助于测量以往低于常规免疫检测技术定量极限的脑源生物标志物。数字ELISA有助于避免对脑脊液进行侵入性采样的需要，同时提供检测血液或其他非侵入性生物样本中相同生物标志物的潜力。

数字ELISA技术革新神经生物学研究

阿尔茨海默病的生物标志物

作为痴呆症最常见的病因，我们需要一种更快、更早、侵入性更小、成本更低的方法来诊断阿尔茨海默病（AD）。检测血液中的脑源性生物标志物是一条很有前途的道路。研究人员使用Simoa®平台来探索血液淀粉样蛋白和Tau蛋白的潜力，根据已知处于AD不同阶段的患者的CSF衍生图谱的结果。研究发现，来自血液磷酸化Tau（p-tau181）和β淀粉样蛋白（Aβ42/Aβ40）的数据与CSF衍生的生物标志物图谱密切相关，这些标志物传统上用于阿尔茨海默病的分期。这项研究反映了血液生物标志物作为准确诊断AD的基础能力，而且具有简单、无创和成本效益的特点。

ALS的生物标志物

肌萎缩侧索硬化症是一种退行性神经系统疾病。诊断通常依赖于对身体特征的复杂评估，如走路、说话和肢体力量。鉴定ALS的特异性和可靠的生物标志物将改善早期诊断、治疗和整体患者护理。Falzone等人利用Simoa®的数字ELISA技术来解决这一未满足的需求。研究人员评估了四种潜在的生物标志物，这些生物标志物可能指示ALS的不同阶段或表现，并有助于将ALS与其他神经退行性疾病区分。他们评估了GFAP（神经胶质原纤维酸性蛋白）、UCHL-1（泛素羧基末端水解酶同工酶L-1）、NfL（神经丝轻链）和血液中的总tau水平。研究发现，所有生物标志物都可以在血清中可靠地检测到，其水平低至数十或者数皮克每微升。虽然UCHL-1、NfL、GFAP都被证明是有前景的生物标志物，但NfL和UCHL1在ALS患者中显示出强大的诊断和预后价值。

创伤性脑损伤的生物标志物

创伤性脑损伤可由工作场所或运动损伤、车辆碰撞和其他头部钝器创伤引起。通过各种扫描进行的常规评估成本高昂、耗时，有时甚至没有结论。一个简单、快速、准确的血液检测将使治疗更快开始。研究人员发现，血清生物标志物对创伤性脑损伤后的功能结果具有递增的预后价值。他们通过人口统计学、临床和放射学特征建立预后模型，如IMPACT和CRASH，检查了六种生物标志物（S100钙结合蛋白B[S10B]、神经元特异性烯醇化酶[NSE]、GFAP、UCH-L1、NfL和总tau）。这些发现支持血清生物标志物，特别是UCH-L1在已建立的预后模型中可良好整合。

数字ELISA在神经类生物标志物的未来

上面的案例只是许多使用Simoa®数字ELISA技术检测和准确量化各种生物标志物的众多案例中的一小部分。这项技术提供的低检测极限使研究人员和临床医生能够测量存在于外周生物样本和生物流体中的生物标志物，这些生物标志物的浓度之前太低而不可靠。

采用Simoa®技术的数字ELISA

Quanterix提供Simoa®技术，让您可以利用数字ELISA的力量和潜力，轻松、快速实现超低检测。

捕获单分子——单分子检测

Simoa®基于顺磁珠的分离，使用标准试剂检测附着在这些磁珠上的单个免疫复合物。Simoa®与传统免疫测定法的主要区别在于，能够将单个珠子捕获在飞升大小的孔中，并将荧光信号浓缩到小体积中，从而可以对单个珠子进行“数字”读出，以确定它们是否与目标分析物结合。每个分子都会产生一个可以计数的信号。

产生离散的强信号

Simoa®阵列使用高分辨率荧光成像来确定与至少一种酶相关的珠的比例和每个孔的荧光强度。Simoa®的测量单位是每个磁珠的平均酶数（AEB）。使用超低分析物浓度下的泊松分布（数字模式）或更高浓度下的平均荧光强度（模拟模式）来计算。该系统用一层油覆盖所有微孔，从而阻止扩散并显示出离散的强信号。

检测极限——能达到多低？

凭借其数字计数算法，再加上强大的成像技术，Simoa®将LOD和LLOQ降低到低飞摩尔的范围。

单重和多重检测

使用Simoa®，您可以在高性能、可扩展的平台上，在单个分析中检测单个（单重）或多个（多重）目标。通过使用荧光标记的珠子，你可以一次找到多达四种生物标志物来研究临床样本中的复杂相互作用。生物学是复杂的。疾病是复杂的。数字免疫分析可以帮助您同时从多个角度看待问题，以揭示其复杂性。

您准备好检测血液中的神经生物标志物了吗？

Simoa®检测可以检测神经生物标志物，如NfL、tau、GFAP和其他几种与脑损伤和疾病相关的生物标志物。使用Simoa®，研究人员可以在血清或血浆中检测这些信息标记，从而在无需侵入性措施的情况下实现早期诊断和更好地了解疾病病理过程。

References

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